CN103691929A - 一种工业用粉末冶金刀具及其制备方法 - Google Patents

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章功国
王泾文
段宗银
李纯金
陈超
王淑妍
张少伍
王晓芬
谢勇
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Abstract

本发明公开了一种工业用粉末冶金刀具，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化钛12-13、工具钢粉30-32、碳化钽2-3、碳化钨9-10、金刚石粉4-5、石墨1-2、ZrO23-4、SiO24-5、硫酸钡1-2、铁12-13、钴4-5、氯化石蜡2-3、分散相3-4；本发明添加分散相，使合金粉末分散均匀，保证产品内部组织结构的纵横均匀度，增加耐磨性，使产品的使用寿命有所提高；本发明的刀具硬度高、耐磨性好，其热稳定性、导热性、耐腐蚀性、抗氧化性等都有明显优势，加工精准，提高了生产效率，安全环保。

Description

一种工业用粉末冶金刀具及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种工业用粉末冶金刀具及其制备方法。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。粉末冶金高速钢制造的切削刀具性能优于普通高速钢，使用寿命高于普通高速钢( 一般2 ～3 倍)， 在冲击负荷大的切削场合又可替代硬质合金刀具，因此粉末冶金高速钢刀具在工具行业的应用前景十分看好, 越来越受到人们的关注。 与普通高速钢刀具相比，粉末冶金高速钢刀具硬度更高、韧性更好、更耐磨损，因此在某些应用领域（如高冲击性、大切除量的加工场合），粉末冶金高速钢刀具有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。 
发明内容
本发明的目的是提供一种工业用粉末冶金刀具及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种工业用粉末冶金刀具，由下列重量份的原料制成：碳化钛12-13、工具钢粉30-32、碳化钽2-3、碳化钨9-10、金刚石粉4-5、石墨1-2、ZrO2 3-4、SiO2 4-5、硫酸钡1-2、铁12-13、钴4-5、氯化石蜡2-3、分散相3-4；
所述分散相由下列重量份的原料制成：铁粉30-40、三聚磷酸钠1-2、氯化铁1-2、钾长石粉2-3、阳起石5-6、硫酸镁2-3、纳米二氧化硅1-2、N660炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷1-2；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
本发明所述工业用粉末冶金刀具，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化钛、工具钢粉、碳化钽、碳化钨、金刚石粉、铁、钴与分散相混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在9-11Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下700-750℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在60-65℃下混合搅拌均匀75-95分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以9-12℃/分钟速率升温至350-450℃条件下烧结1-2小时，再以6-8℃/分钟速率升温至650-750℃条件下烧结1.5-2小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；最后空气中冷却至室温即可。
本发明添加分散相，使合金粉末分散均匀，保证产品内部组织结构的纵横均匀度，增加耐磨性，使产品的使用寿命有所提高；本发明的刀具硬度高、耐磨性好，其热稳定性、导热性、耐腐蚀性、抗氧化性等都有明显优势，加工精准，提高了生产效率，安全环保。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种工业用粉末冶金刀具，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳化钛12、工具钢粉30、碳化钽2、碳化钨9、金刚石粉4、石墨1、ZrO2 3、SiO2 4、硫酸钡1、铁12、钴4、氯化石蜡2、分散相3；
所述分散相由下列重量份(公斤)的原料制成：铁粉30、三聚磷酸钠1、氯化铁1、钾长石粉2、阳起石5、硫酸镁2、纳米二氧化硅1、N660炭黑2、甲基三乙氧基硅烷1；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
本发明所述工业用粉末冶金刀具，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化钛、工具钢粉、碳化钽、碳化钨、金刚石粉、铁、钴与分散相混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在9-11Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下700-750℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在60-65℃下混合搅拌均匀75-95分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以9-12℃/分钟速率升温至350-450℃条件下烧结1-2小时，再以6-8℃/分钟速率升温至650-750℃条件下烧结1.5-2小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；最后空气中冷却至室温即可。
经过检测，本发明的硬度可达HRC58。

Claims (2)

1.一种工业用粉末冶金刀具，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化钛12-13、工具钢粉30-32、碳化钽2-3、碳化钨9-10、金刚石粉4-5、石墨1-2、ZrO2 3-4、SiO2 4-5、硫酸钡1-2、铁12-13、钴4-5、氯化石蜡2-3、分散相3-4；
所述分散相由下列重量份的原料制成：铁粉30-40、三聚磷酸钠1-2、氯化铁1-2、钾长石粉2-3、阳起石5-6、硫酸镁2-3、纳米二氧化硅1-2、N660炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷1-2；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
2.根据权利要求1所述工业用粉末冶金刀具，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化钛、工具钢粉、碳化钽、碳化钨、金刚石粉、铁、钴与分散相混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在9-11Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下700-750℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在60-65℃下混合搅拌均匀75-95分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以9-12℃/分钟速率升温至350-450℃条件下烧结1-2小时，再以6-8℃/分钟速率升温至650-750℃条件下烧结1.5-2小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；最后空气中冷却至室温即可。
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